Gjennombrudd etter 20 år: Menneske­­kroppen ga svaret på hvorfor lakse­fileten får svarte flekker

Ved Veterinærhøgskolen, NMBU, har forskere arbeidet med svarte melaninflekker i fiskefileten i over 20 år. Nå står de overfor et gjennombrudd.

Fra muskelceller til fettceller

Muskulaturen hos laks består av flere deler. Mellom disse delene, eller muskelsegmentene, er det bindevev med store mengder fett.

Fettceller som dør, ser ut til å være den sentrale driveren bak flekkene, forteller Håvard Bjørgen. (Foto: NMBU)

– Fram til nylig har vi konsentrert oss om laksens muskulatur og forandringer i muskelcellene for å finne ut hvorfor disse flekkene oppstår, sier førsteamanuensis Håvard Bjørgen.

Men nå mener han at svaret ikke finnes i muskelcellene likevel.

– Vi mener årsaken til at det oppstår svarte flekker, primært er skader på fettceller, forteller han.

Hjelp fra sykehusene

I mange år har forskerne sett hulrom i muskulaturen. Disse hulrommene har forskjellige størrelser og dukker opp i forbindelse med de svarte flekkene. Hulrommene er fylt med fett.

– Vi har sett og beskrevet dem tidligere. Men vi har vært opptatt av forandringene i muskelcellene og ikke skjønt sammenhengen med fettet, sier professor Erling Olaf Koppang.

– Til slutt ble jeg lei av å ikke vite hvorfor de oppstår. Derfor sendte jeg noen bilder til Britta Kleist ved Sørlandet sykehus Kristiansand og Marius Lund-Iversen ved Oslo universitetssykehus, forteller Bjørgen. Kleist og Lund-Iversen er humanpatologer. Det vil si at de ser på forandringer i celler og vev hos mennesker.

– Jeg ville høre om de dro kjensel på forandringene, forteller Koppang.

Erling Olaf Koppang er glad for hjelpen fra sykehusene og mener at funnene viser hva forskere kan få til med godt samarbeid på tvers av fag. (Foto: NMBU)

Døde fettceller 

Og det gjorde de. De hadde sett lignende endringer i fettvev hos mennesker. Slike forandringer oppstår i forbindelse med fettnekrose. Fettnekrose vil si at fettcellene i vevet dør.

Fettcellene skal egentlig være flere runde, avgrensede celler i større ansamlinger. Når de dør, kan de brytes opp og smelte sammen i større kuler som til slutt ser ut som en cyste. De kan bli så store at de kan ses med det blotte øye.

Døende fettceller kan også være med på å danne såkalte granulomer. Det er kroniske ansamlinger av betennelsesceller.

Selv om mennesker ikke utvikler svarte flekker slik fisken gjør, kjente patologene igjen fettforandringene i flekkene.

– Etter et omfattende litteratursøk og gjennomgang av mange vevssnitt fra laksefileter med svarte flekker, kunne vi se at fettnekrose er en sentral pådriver for utvikling av flekkene, sier Bjørgen.

Koppang mener funnene viser hva forskerne kan få til med et godt tverrfaglig samarbeid.

– Vi setter stor pris på engasjementet og kunnskapen Britta og Marius har bidratt med. Det har vært helt avgjørende for oss.

Lagrer fett i muskelen

Det er kjent fra legevitenskapen at fettnekrose som regel begynner med blødninger i fettvevet.

– Det stemmer også godt med at melaninflekkene begynner som blødninger i form av røde flekker, sier Bjørgen.

Hos mennesker kan fettnekrose oppstå i vev som inneholder mye fett. Det kan være under bukhinnen, i brystvevet og i underhuden. Laksen lagrer store mengder fett i muskulaturen. Derfor kan fettnekrose oppstå nettopp her.

– Vi ser flest røde og svarte flekker i de fremre områdene av fileten, som også er de feteste, sier Bjørgen.

Til venstre: En melaninflekk med fettholdige cyster. Til høyre: Mikroskopbilde av cystedannelser i fettvevet. Cystedannelsene er merket med stjerner. (Foto: Bjørgen m.fl. (2024) Journal of Fish Diseases, 00, e13988)

Kan skyldes for mye planteolje i fôret 

Hvorfor fettnekrosen oppstår hos laksen, vet ikke forskerne ennå. Men svarte flekker er aldri observert hos villaks.

– Det tyder på at det skyldes forhold i oppdrettsanleggene, sier Koppang.

Det finnes fire årsaker til fettnekrose. Den vanligste er et såkalt traume, slik som en slagskade. Den kan oppstå når laksen håndteres, for eksempel ved lusebehandling.

Fettnekrose kan også skyldes for mye umettede fettsyrer i fôret eller fett av feil kvalitet, for lite vitaminer eller antioksidanter, eller enzymer som bryter ned fettet.

– Vi mener det er verdt å undersøke nøye både om traumer og ugunstig fettinnhold i fôret kan være årsaker, eventuelt i kombinasjon, sier Bjørgen.

Forskerne mener det mest sannsynlige er at mye planteoljer i fôret gir en annen sammensetning av fettet. Det får for mye flerumettede fettsyrer, og tilsvarende for lite mettet fett.

– Dette er en kjent årsak til fettnekrose hos andre dyr. I tillegg kan et ugunstig forhold mellom fettsyrene omega-6 og omega-3 virke som bensin på bålet, sier Koppang.

Oksygenmangel i vevet 

Etter innsikten fra humanpatologene har Bjørgen og Koppang arbeidet med å verifisere at de svarte flekkene skyldes fettnekrose.

Blødningene som ofte er starten på fettnekrose hos mennesker, følges av såkalt hypoksi. Det betyr at det blir en mangel på oksygen i vevet. Det er dette som gjør at fettcellene dør. 

NMBU-forskerne har samarbeidet med både Nofima og veterinærhøgskolen i Zürich. Sammen har de funnet ut at det er tydelige indikasjoner på hypoksi i områdene med svarte flekker. Det igjen peker i retning av fettnekrose.

Har fått på plass viktige puslespillbrikker 

På grunn av samarbeidet med humanpatologene kan Bjørgen og Koppang nå foreslå hvordan de svarte flekkene utvikler seg kronologisk. Dette har ikke vært mulig tidligere.

– Problemet vårt har hele tiden vært at vi ikke har noen eksperimentell modell for å studere de forskjellige utviklingstrinnene ved dannelsen av en melaninflekk, sier Bjørgen.

De svarte flekkene oppdages på slakteriet. Så sendes fisken inn til forskerne. Da er flekkene i ulike stadier av utviklingen.

– Disse løsrevne øyeblikksbildene kan se veldig forskjellige ut og gi et forvirrende bilde, sier Koppang.

– Men humanpatologenes beskrivelse av utviklingen av fettnekrose har gjort at vi nå har fått på plass mange puslespillbiter. Dermed ser vi et mye tydeligere bilde av utviklingen fra blødning til svart flekk, sier Bjørgen.

Han understreker at studien bare er en beskrivelse. Resultatene må testes med eksperimenter.

Reparerende celler med melanin

I det tidlige stadiet av flekkene er det oksygenmangel som er problemet. De røde flekkene vi ser i fiskefileten, skyldes at det lekker ut blod når cellene skades og dør.

Etter hvert kommer det reparerende immunceller til for å bøte på problemet. Blant disse er det celler som produserer pigmentet melanin. Det er dette pigmentet som gir flekkene den karakteristiske svarte fargen.

– Melanin er en kraftig antioksidant. Vi ser at melaninet hovedsakelig ligger rundt fettansamlinger i flekkene. Trolig har melaninet en beskyttende effekt på vevet som er utsatt for oksidasjon, forklarer Koppang.

Jobben er imidlertid for stor for immuncellene.

– Makrofagene, «opprydningscellene», får ikke ryddet unna alt fettet, og det blir en langvarig betennelse. Cystene kan bli værende i flere år, som en kronisk tilstand, forklarer Bjørgen.

Infeksjoner kan gjøre tilstanden verre

 Tidligere har forskerne påvist at infeksjoner med viruset PRV1 (piscine orthoreovirus 1) bidrar til utviklingen av svarte flekker.

– Det mener vi fortsatt. Slike infeksjoner gir også betennelse og bidrar til en forverring av tilstanden og utviklingen av svarte melaninflekker, forklarer Bjørgen. Både fettnekrose, virusinfeksjoner og parasitter kan stimulere til melaninproduksjon.

– Likevel tyder alt på at fettnekrose er den sentrale driveren bak klassiske melaninflekker, sier Bjørgen.

Gjør vond for fisken

Tidligere har svarte flekker først og fremst blitt sett på som et problem for kvaliteten på fiskefiletene. Men hvis det er fettnekrose som forårsaker flekkene, kan de også påvirke velferden til fisken.

– Vi vet lite om hvordan det påvirker fisken, men fettnekrose er en kronisk betennelse. Kroniske betennelser, særlig i muskulaturen, er jo smertefullt for oss mennesker. Så det er rimelig å anta dette er vondt for fisken, sier Koppang.

Referanse:

Håvard Bjørgen mfl.: Deciphering the pathogenesis of melanized focal changes in the white skeletal muscle of farmed Atlantic salmon (Salmo salar). Journal of fish Diseases, 2024. Doi.org/10.1111/jfd.13988